Dodano: 04 sierpnia 2022r.

USG w plastrze. Urządzenie naklejane na skórę pozwoli zajrzeć w głąb ludzkiego ciała

Obrazowanie ultradźwiękowe jest bezpiecznym i nieinwazyjnym wglądem w pracę organizmu, zapewniając lekarzom dokładne obrazy narządów wewnętrznych. Obecne urządzenia do USG są duże i dostępnego tylko w szpitalach i gabinetach lekarskich, ale wkrótce może to się zmienić. Inżynierowie z MIT opracowali przyklejane do skóry jak plaster urządzenie wielkości znaczka pocztowego, które może zapewniać ciągłe obrazowanie narządów wewnętrznych.

USG w plastrze. Urządzenie naklejane na skórę pozwoli zajrzeć w głąb ludzkiego ciała

 

Podstawą postawienia właściwej diagnozy jest oczywiście jak najdokładniejsze badanie. Opracowywane są coraz bardziej nowoczesne metody zajrzenia w głąb ludzkiego ciała, co ma pomóc w jak najdokładniejszym zbadaniu stanu naszego zdrowia. Ważne jest również, aby urządzenia służące do diagnostyki były jak najbardziej wygodne i jak najmniejsze. Szczególnie w tej ostatniej kwestii udało się poczynić znaczący postęp. Naukowcy z MIT opracowali urządzenie USG w formie naklejki, które może obrazować w czasie rzeczywistym wnętrze naszego ciała.

Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma „Science” (DOI: 10.1126/science.abo2542).

Obrazowanie USG

Szczególnie dokładną i co najważniejsze bezpieczną, bo nieinwazyjną metodą diagnostyki jest obrazowanie ultradźwiękowe. Pozwala na zbadanie naszych organów wewnętrznych przy pomocy fal dźwiękowych, które dają możliwość stworzenia ich obrazów o wysokiej rozdzielczości. Jednak podstawowym problemem ze stosowaniem tej metody jest to, że takie obrazowanie można wykonać jedynie przy użyciu specjalistycznej aparatury, dostępnej jedynie w szpitalach i niektórych gabinetach lekarskich. Ponadto wymaga to stałego obsługiwania np. sondy przez przeszkolonego technika.

Wszystko to nastręcza pewnych problemów. Przypuśćmy, że pacjent wymaga długotrwałego badania. Tylko w niektórych szpitalach znajdują się robotyczne ręce, przytrzymujące sondy w odpowiednim miejscu przez czas, z jakim z powodu zmęczenia nie poradziłby sobie technik. Ma to jednak znaczącą wadę: takie obrazowanie wymaga nałożenia odpowiedniego żelu na skórę pacjenta, a ten może zwyczajnie wyschnąć. Podejmowano już próby z rozciągliwymi sensorami, które dostosowywałyby się do tego, w jaki sposób się poruszamy. Ale właśnie ta zaleta stała się ich wadą, ponieważ pozwalały jedynie na tworzenie obrazów o niskiej rozdzielczości.

Naklejki do obrazowania organów

Zmniejszenie rozmiaru takich urządzeń, jak i zwiększenie ich dostępności bez uszczerbku dla jakości uzyskiwanych obrazów byłoby zatem kluczowe. I na tych właśnie płaszczyznach inżynierowie z MIT dokonali ostatnio znaczącego postępu, prezentując projekt spełniających te same funkcje naklejek wielkości znaczka pocztowego (2 cm2 powierzchni, 3 mm grubości).

Przyklejane bezpośrednio na skórę urządzenia pozwalałyby na obrazowanie w czasie rzeczywistym naszych organów nawet przez 48 godzin. Przeprowadzono już nawet próby na ochotnikach, którym przyklejono je w różnych miejscach: na szyi, klatce piersiowej, brzuchu czy rękach. Badania przeprowadzano w trakcie wykonywania przez uczestników różnych czynności i przy tej okazji zauważono, że przy ćwiczeniach siłowych naklejki były w nawet stanie wychwycić mikrouszkodzenia mięśni.

Sekret efektywności naklejek tkwi w ich konstrukcji: jest to połączenie z jednej strony elastycznego spoiwa ze sztywnym szeregiem sensorów. Umożliwia to równoczesne dostosowywanie się do skóry przy jednoczesnym utrzymywaniu na niej zapewniających odpowiedniej jakości obraz sensorów.

Szczególnie istotna jest warstwa elastyczna, która składa się z dwóch cienkich warstw elastomeru pomiędzy którymi zamknięty jest oparty głównie na wodzie hydrożel, pozwalający na łatwą transmisję fal dźwiękowych. Jedynym póki co problemem jest fakt, że naklejki te muszą być podłączone do urządzenia. Celem jest więc sprawienie, by mogły działać bezprzewodowo, byśmy mogli po prostu je założyć i zabrać na sobie do domu.

 

Źródło: Massachusetts Institute of Technology, fot. Zhao et al, Science, 2022